登革热在全球范围内广泛流行,但是目前为止却仍然没有疫苗上市,疫苗的开发迫在眉睫。抗体依赖增强感染效应是登革病毒疫苗开发中遇到的一个瓶颈问题。研究表明登革病毒的包膜蛋白III区能够介导中和抗体产生,且诱导产生较少的交叉抗体或无交叉抗体,能够大大减弱抗体依赖增强感染效应,因而是登革热重组蛋白疫苗的首选靶标。通过酵母密码子优化后合成同时包含4种血清型登革病毒包膜蛋白III区的四价联合DV EDIII蛋白序列,随后构建酵母表达质粒,并获得酵母表达菌株,经诱导后四联DV EDIII蛋白获得高效表达。通过Western blot、ELISA检测及蛋白质免疫原性鉴定,结果表明登革病毒四联DV EDIII蛋白表达质粒构建成功,重组蛋白在毕赤酵母获得高效表达,免疫小鼠后能够介导产生较高水平的血清效价。这表明已获得了能引起有效免疫反应的四型登革病毒EDIII蛋白,为登革病毒疫苗的研究提供了良好的基础。
CXCL4又名血小板因子4(PF4),属于CXC趋化因子亚家族,能够广谱的作用于多种细胞,在炎症,凝血等众多生理及病理反应中发挥重要作用。将CXCL4全长基因构建到原核表达载体pET43.1a(+),利用大肠杆菌系统表达,继而纯化获得高纯度的目的蛋白。实验表明重组人CXCL4蛋白可以有效抑制人肾癌细胞增殖,具有生物学活性。重组人CXCL4原核表达与纯化方法的建立将有助于其生物学结构与功能的研究,并且对趋化因子家族其它蛋白质的表达与纯化具有参考价值。
目的:探讨钙周期蛋白S100A6对人结直肠癌细胞系HCT116及SW480中 S100A6 基因转录的影响及机制。方法:首先采用原核表达方法制备重组人S100A6蛋白(recombinant human S100A6,rhS100A6) 并鉴定;rhS100A6蛋白(终浓度为10μg/ml)、重组腺病毒Adsiβ-catenin(可表达β-catenin的siRNA)处理结直肠癌细胞HCT116、SW480及正常肠上皮细胞FHC,采用半定量反转录聚合酶链反应(reverse transcription and polymerase chain reaction,RT-PCR)及定量实时聚合酶链反应(quantitative real time polymerase chain reaction,qPCR)检测 S100A6 mRNA的水平,采用RT-PCR检测细胞中E-cadherin mRNA水平,采用Western blot检测并比较HCT116及SW480细胞核中β-catenin蛋白的水平变化,采用细胞免疫荧光法检测细胞中β-catenin分布的变化。 结果:成功制备rhS100A6蛋白;外源性rhS100A6蛋白上调HCT116及SW480细胞中 S100A6 mRNA水平和细胞核中的β-catenin蛋白水平并促进β-catenin发生核移位,同时下调细胞中E-cadherin mRNA水平;Adsiβ-catenin与rhS100A6联合处理组的 S100A6 mRNA水平明显低于单独rhS100A6处理组。所有差异均具有统计学意义。结论:胞外的S100A6蛋白增强结直肠癌细胞中 S100A6 基因的转录,其机制可能涉及β-catenin通路的激活。
利用农杆菌介导的基因转化(Agrobacterium-mediated transformation,ATMT)技术,转化玉米弯孢叶斑病菌 (Curvularia lunata),共获得转化子1 454个。对其中菌落形态、生长速率等性状有显著变化的8个突变株进行分析。通过离体叶片接种进行筛选,发现4个突变株致病性降低,2个突变株致病性增强。通过测定生长速率、产孢量及细胞壁降解酶活性发现,其中致病性减弱的突变株,其产孢量均有所下降甚至不产孢,突变株的PG酶活性普遍增强,但Cx酶活性没有明显变化,而2株强致病性突变株的Cx酶活性明显增强。
硫氧还原蛋白基因 OsTxnDC9 是水稻miRNA3026的宿主基因。克隆出了水稻miRNA3026启动子,其总长度为1 477bp;构建出4个缺失片段,瞬时表达表明这个启动子为弱启动子。在此基础上克隆出水稻硫氧还原蛋白 OsTxnDC9 基因,其长度为480bp。生物信息学表明 OsTxnDC9 基因编码的氨基酸序列与二穗短柄草硫氧还原蛋白基因编码的氨基酸(XP_003573612.1)序列同源性最高。荧光定量PCR发现OsTxnDC9在水稻花粉一核中表达量最高,亚细胞定位表明其主要在细胞质中表达。这为探索miRNA3026启动子和宿主基因的关系奠定了基础。
独行菜种子为我国传统常用中药,从中已提取出多种药用活性成分,但目前尚不清楚其次级代谢过程中这些活性物质合成的遗传基础。采用Illumina HiseqTM 2000高通量测序平台对独行菜种子转录组进行测序,经de novo组装后获得40 303条unigene。进一步利用六大公共数据库进行同源比对,注释了27 935条unigene。研究发现,534个基因参与了独行菜次生物质的合成和代谢,其中在芥子苷、黄酮类和芪类化合物生物合成途径中的unigene分别有4个、19个和69个,在苯丙氨酸代谢途径中的unigene有92个。这些基因可能参与独行菜种子药性活性物质的生物合成,并分析获得了参与上述合成代谢途径的13个关键基因的同源序列。另外,从转录组序列中搜索到6 304个SSR位点,分布于5 306条unigene中,出现频率为15.64%。研究结果不仅为挖掘独行菜种子药用次生代谢物生物合成关键基因提供了基础数据信息,而且为独行菜遗传多样性研究和分子标记开发奠定了分子基础。
目的:比较来源于Enterobacter aerogenes CICC10293和Bacillus subtilis的meso-2,3-丁二醇脱氢酶(E. a-BDH和D194G B. s-BDH)活性和动力学参数,分析D194氨基酸对BDH催化特性的影响。方法:利用E. coli BL21(DE3)原核表达E. a-BDH和D194G B. s-BDH,经HiTrap Q FF阴离子交换柱和Superdex 75凝胶柱纯化后,用MALDI-TOF MS确定其分子质量;检测NADH/NAD+氧化还原的吸光度变化确定BDH活性、辅酶和底物的特异性、最适pH、温度及动力学参数。结果:重组表达E. a-BDH和D194G B. s-BDH是同源四聚体蛋白,基因序列有两处碱基不同(g.27A/T和g.581A/G),其中g.581A/G导致BDH的一处氨基酸发生改变(p.D194G)。D194G B. s-BDH的活性约为E. a-BDH的2.3%,并且丧失了氧化meso-2,3-丁二醇的能力。二者均以乙偶姻/NADH为最适底物,但D194G B. s-BDH的Km是E. a-BDH的5.63倍。结论:D194G氨基酸突变降低了BDH的活性。
自噬是细胞依赖溶酶体对大批量蛋白质和细胞器进行降解的一条重要途径。目前已发现很多基因和自噬过程相关,但是对自噬过程的分子机制尚未明了,因此建立自噬检测方法进行新的自噬相关分子的鉴定显得尤为重要。构建了选择性自噬底物p62/SQSTM1(Sequestosome 1)和萤火虫荧光素酶报告基因融合表达的重组质粒,通过检测细胞内荧光素酶的活性来分析细胞自噬流,建立了一个简单且适用于通量化筛选的细胞自噬检测方法,为进一步的高通量自噬分子的筛选奠定了基础。
探索生物转化法制备L-天冬酰胺的技术与工艺。通过分子生物学方法,克隆来源于大肠杆菌(Escherichia coli, E.coli)JM109的天冬酰胺合成酶A基因asnA,并于E. coli BL21(DE3)中表达,利用构建的E.coli基因工程菌E.coli BL21(DE3)/pET28a(+)-asnA全细胞高密度催化L-天冬氨酸生产L-天冬酰胺,以PITC柱前衍生-高效液相检测底物和产物。表达的蛋白质分子质量约为37kDa,与预期大小相符,比酶活力为1786.6U/g。L-天冬氨酸转化率为95.8%,L-天冬酰胺产量可达126.5g/L,生产速率为15.81g/(L·h)。结果表明,已成功构建高效表达天冬酰胺合成酶A基因工程菌株,并用于催化L-天冬氨酸转化生产L-天冬酰胺,解决了L-天冬酰胺生物转化生产工艺中ATP成本过高的难题,为L-天冬酰胺制备提供新的绿色途径。
酿酒酵母分批补料培养中,葡萄糖添加过量会导致乙醇大量积累,破坏细胞结构及功能,降低葡萄糖利用效率;葡萄糖添加不足会限制细胞生长。为解决这一矛盾,提出了一种基于差分进化算法的在线自适应控制策略,并利用计算机仿真方法对该策略、传统的间歇流加、分段恒速流加及PID控制策略的控制性能进行了研究和比较。结果表明,在该控制策略下,发酵液中的乙醇浓度能够被稳定地控制在1g/L的低水平,而细胞浓度却达到34.45g/L的高水平,比采用间歇流加、分段恒速流加及PID控制策略的批次分别提高了243%、18%和29%。由此可知,该自适应控制策略能够将葡萄糖流加速率控制在适宜水平,避免乙醇过量积累的同时保证细胞的快速增殖。
内质网是蛋白质合成与折叠、维持Ca2+动态平衡及合成脂类和固醇的场所。遗传或环境损伤引起内质网功能紊乱导致内质网应激,激活未折叠蛋白反应。未折叠蛋白反应是一种细胞自我保护性措施,但是内质网应激过强或持续时间过久可引起细胞凋亡。因此,内质网应激与众多人类疾病的发生发展密切相关。最近研究证明,癌症、炎症性疾病、代谢性疾病、骨质疏松症及神经退行性疾病等有内质网应激信号传递参与。然而内质网应激作为一个有效靶点参与各种疾病发挥作用的功能和机制仍然有待进一步研究。在近年来发表的文献基础上对内质网应激与疾病的关系,以及其可能的作用机制进行综述。
植物生物反应器作为分子医药农业的核心内容,与动物反应器和微生物反应器相比具有操作简便、成本低、规模化、周期短等优势,越来越多地被人们认识和应用。阐述了植物生物反应器转化载体构建和基因优化的方法、常用的植物受体种类,以及植物表达系统类型三个方面的研究进展。随着药用蛋白需求量的大幅度增加,植物生物反应器以其低成本的优势将显示出广阔的应用前景。
番茄是一类比较重要的经济作物,具有很高的营养价值,长期以来番茄一直是研究肉质果实生长和成熟的模式生物。近年来,许多番茄果实成熟突变体的发现为研究果实成熟机制提供了重要的生物材料,综述了番茄果实成熟的影响因素、番茄果实成熟相关的突变体及基于突变体对果实成熟的相关研究,为今后突变体及果实成熟机制的研究提供参考。
甾体生物碱是药用植物中广泛存在的一类代谢产物,是一类具有降压、止咳、平喘、抗肿瘤等生物活性的天然产物。目前,甾体生物碱的合成代谢途径、分离纯化、鉴别及生物学功能研究已成为国内外天然产物研究的热点之一。对药用植物甾体生物碱的药理作用进行了综述,并根据萜类物质合成途径,推测总结了甾体生物碱的合成相关途径和参与该途径的关键酶及其基因克隆的研究进展,以期为药用植物甾体生物碱的代谢途径与基因表达调控及应用研究提供参考。
毕赤酵母表达系统是近年来发展最为迅速的一种新型外源蛋白真核表达系统,被广泛应用于多种不同领域且成功表达了许多基因工程产品。高密度发酵技术已被广泛运用到毕赤酵母工程菌发酵工程当中。主要从毕赤酵母的表达常用菌株、载体及表型等方面介绍了其表达系统,从外源基因自身的特性、培养基的组成、温度、pH、溶氧量及补料流加策略方面阐述了对毕赤酵母高密度发酵的过程及蛋白质表达结果的影响,并对毕赤酵母工程菌高密度发酵进行了展望,为其今后的研究及应用提供借鉴。
德温特创新索引专利数据库收录的制药领域生物反应器相关专利为数据源,对所采集的数据进行时间、地域、研究活跃度、研究领域分析,同时借助信息可视化软件CiteSpace III,以德温特创新索引专利数据库手工代码进行共现分析,绘制知识谱图,对技术合作关系、技术热点领域、技术前沿进行探测,以期为企业了解掌握生物反应器技术发展态势提供必要的情报支持,辅助高校、企业制定技术发展战略、调整技术发展路线、完善技术发展布局,在激烈的市场竞争环境下保持较高的技术竞争优势。
通过对美国Web of Science数据平台的全部转基因作物生物安全SCI论文的检索,研究了有关转基因作物生物安全的科学证据。得出科学家比消费者更关心转基因技术的安全性;批准商业化生产的转基因技术经过了有史以来最为严格的生物学安全检验与检测,并建立了有史以来最为严格的监管体系;在所发表的全部9333篇转基因生物安全论文中,90%以上的论文证明转基因技术的安全性与传统非转基因作物无显著差异;而对于所有得出转基因食品不安全结论的论文的追踪研究发现,其研究结论被证明是在错误的研究材料或方法条件下得出的。
